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摘要:电子衡器防雷技术是一个性能先进的综合复杂的雷电保护系统,主要采用了传感器、仪表等电位保护、传感器电流泄放通道、电源多级防雷保护,尤其是安装防雷接地网等现代雷电防护技术。广泛适用于电子轨道衡、电子汽车衡和高炉配料秤等。
关键词:电子衡器;防雷技术;电涌;必要性
自秦始皇统一度量衡以来,衡器就在人们的生产生活中起着举足轻重的作用。特别是步入近代,随着工业的兴起,大型量器、衡器的运用更加频繁。在经济高速发展的今天,一个港口,一个企业每天的货物吞吐量就达到几百乃至几千吨,没有大型的衡器是很难实现的。随着电子衡器的应运而生,电子衡器如何防雷电也就成了亟待解决的问题。现就自己工作的实际,谈谈自己在这方面的认识。
(一)电子衡器防雷电必要性。
陵县谷神集团是我县乃至全国一家大型的集食用油与农产品加工于一体的企业,其自动化部配备各种轨道衡、电子汽车衡、高炉配料秤、电子皮带秤、铁水秤等30多台,其中电子轨道衡、电子汽车衡达10台,承担着进出口及厂内倒运计量任务。然而,每到夏季雷雨多发时节,都有电子衡器因遭雷击而损坏,甚至电子衡器整体被摧毁。一次雷击给企业造成的经济损失可达几万到几十万元不等,更严重地是使企业声誉受损,间接损失无法估量。如在2008年的雷雨季节,电子轨道衡1#2#,因连续遭受雷击致使2台炎黄视讯硬盘录像机1台数据采集通道损坏,造成直接经济损失3万多元。由于我计量模式采用远程无人值守计量方式,硬盘录像机及数据采集通道的损坏导致计量的中断,导致几十节车厢的进厂煤炭无法完成计量,致使焦化原料告急,造成的间接损失无法估计。因此,我们认为:雷击,既影响了衡器使用单位经营活动的正常进行,使企业蒙受了间接的经济损失,同时又损坏了电子衡器系统,给企业造成了直接的经济损失,所以,开展电子衡器防雷技术的研究势在必行。
但是,电子衡器防雷技术的研究是一项复杂的系统工程,它需要衡器生产厂家和使用单位通力合作。生产厂家在衡器设计时,进行防雷击的设计;使用单位,在衡器安装时根据本地区的雷电特点、安装位置进行防雷装置的配置,从而保证电子衡器的安全使用。
(二)、破坏原理。
雷电是一种自然界常见的放电现象,它具有极大的破坏力。自然界中常见的雷电主要有直击雷、雷击电磁脉冲(LEMP)和球形雷三种。当直击雷对地放电时,在8μs左右达到峰值,并在40μs内完全泄放,因此,直击雷电流具有幅值极高、频率极高、冲击力极强等特点,在地网中产生的电位差会损坏电器设备,甚至直接危及人的生命;雷击电磁脉冲(LEMP)是指因直击雷的路(雷电流引入)和场(空间电磁场)效应,对电气和电子设备的破坏。通过对雷击事故分析的结果可以得出这样一个结论:雷电造成的电子设备的损坏,90%以上是雷击电磁脉冲造成的;球形雷是一种特殊的带电球体,极不常见,还处于研究中。因此,主要是直击雷、雷击电磁脉冲作用在电子衡器上造成不同程度的破坏。
(三)、防雷电预防措施
近年来,各大型企业的电子汽车衡除了受到直击雷的危害外,更主要是雷电的电磁效应所产生的对设备有破坏性质的电涌电流。电涌是微秒量级的异常大的电流脉冲,其波头时间一般在0.25v20Us,其单位能量一般在2.5~10MJ/Ω,它可使电子设备受到瞬间过电压的破坏。电涌防护采用电涌防护器,一般的电涌保护器采用MDV技术,当电压高到设定的水平时MDV立即动作,响应时间为1~3毫妙,在响应的一瞬间,MDV的电阻从完全值降到近乎零欧姆,使瞬间高电压找到了入地的通道,吸引过电流远离电子仪器设备。
雷电是导致电涌的Z直接原因,当空中雷击时,带异性电荷云团间产生强烈放电,会产生幅值大和上升沿很陡的电磁场,这种高强度的电磁场会使在电磁场所涉及的导体上产生很大的感应电势,从而使称重仪表的器件损坏。因此,雷电通过击中电源、信号线和雷电的电磁脉冲的影响产生电涌,它可以使计算机、仪器仪表等电子设备受到瞬间过电压而遭到破坏。雷电的感应浪涌电压的入侵途径除了进线电源外,主要是通过信号线窜入设备内部,致使称重仪表、计算机的电源电路、接口电路损坏,因此,应高度重视对电涌的防范,切不可抱有侥幸心理。
防电磁感应雷
进入磅房的低压电力电缆宜埋地引入,采用具有金属铠装屏蔽层的电缆,且屏蔽层两端接地,以Zda限度地衰减从各种导线引入的雷电高电压。
电源防雷应采取三级防雷系统,磅房内220/380V供电采用TN-C-S系统。由于磅房内电气设备相距很近,只需在电源入口下端安装电源diyi、二级复合防雷保护器,即在各相线与中性线之间安装FYS-0.22kV型避雷器,实施配电系统的diyi、第二级防雷保护。在与计算系统有关的电源插座处,安装防浪涌保护器用于电源的地三级防护。通过多级电源防雷设施,彻底释放雷电过电流,限制过电压,尽可能防止雷电通过电力线路窜入计量系统,损坏系统设备.
信号电缆的防雷保护
在整个称重计量系统中,有一处不可忽略,就是磅房到秤台有一段较长距离的信号电缆。雷击通过电磁感应途径,可在线路上引入高电位,造成称重仪表因雷击损坏。为此,个信号电缆特别是磅房到秤体一段信号电缆的屏蔽层应可靠接地,以消除电磁感应雷击的破坏。
由于雷电是不可预测的,加之雷电伤害的成因很复杂,所以无法彻底消除它的影响。然而如把多种方法结合使用,就可降低雷电的伤害,防雷电的影响就可取得令人满意的效果。因此必须建立完善、可靠的防雷接地系统,以保证电子称重系统安全、可靠、稳定地运行。
结束语:电子衡器防雷技术是一个性能先进的综合复杂的雷电保护系统,主要采用了传感器、仪表等电位保护、传感器电流泄放通道、电源多级防雷保护,尤其是安装防雷接地网等现代雷电防护技术。广泛适用于电子轨道衡、电子汽车衡和高炉配料秤等。相信只要我们在工作中勤于研究,勇于探索,用科学的知识和技能武装自己的头脑,就能解决工作中的问题,替企业,给国家挽回损失,创造利益。
作者：孙梅来源：学术理论与探索2010年6期
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